CN110323585A - 一种三相同芯超导电缆与超导限流器的终端立式连接结构 - Google Patents

一种三相同芯超导电缆与超导限流器的终端立式连接结构 Download PDF

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刘思聪
王银顺
李继春
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    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
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Abstract

本发明属于超导输变电技术领域的一种三相同芯超导电缆与超导限流器的终端立式连接结构，该立式连接结构由超导电缆终端低温容器、超导限流器低温容器、带高压套管的电流引线以及连接超导电缆终端低温容器、超导限流器低温容器的绝热管道组成：超导电缆终端低温容器中的三相超导电缆端部需要通过绝热管道分别与对应的限流器低温容器中的三相超导限流器输入端相连，超导限流器的输出端与带高压套管的电流引线相连。本发明的高压套管数量减半使得制造成本大幅度降低，也能有效减小漏热大大节省了液氮冷却系统的运行成本，在电网运行过程中提高效益。该结构也适用于单相及三相同轴超导电缆低温容器与超导限流器低温容器的立式连接。

Description

一种三相同芯超导电缆与超导限流器的终端立式连接结构
技术领域
本发明涉及属于超导输变电技术领域，特别涉及一种三相同芯超导电缆与超导限流器的终端立式连接结构，具体说是一种三相同芯超导电缆终端低温容器与超导限流器终端低温容器的立式连接结构及连接方法，该立式连接结构同样可适用于单相。
背景技术
伴随时代的发展，城市对于电能的需求在不断增加，现有输电线路传输容量已经很难满足日益增长的负荷要求，若故障电流突破现有断路器开断容量将会严重危及系统中的相关电气设备。与此同时，超导电工技术正在快速向产业化的方向发展。超导电缆、超导限流器与其新式连接结构的出现为解决传统电力系统的瓶颈提供了新的方案。
超导电缆终端的接线口主要包括电缆末端附件、恒温器、液氮通道和绝缘套管(电流引线)。终端恒温器的作用是隔绝与外界的热量传递，保护电缆内部的低温环境，但过程会损耗大量的能量；同时液氮泵、制冷机、高真空输液管道、控制阀门、测量仪表等部件组成了整个液氮循环系统，制造和运行成本都很昂贵。
由于超导电缆的电阻较小，当电网发生短路故障时短路电流很大，甚至有时会超过现有常规断路器的开断容量，会对电力系统以及超导电缆造成不利影响甚至破坏，因此需要接入限制短路电流的超导限流器来限制短路电流。现有的连接方式是，单相超导电缆和超导限流器需要两根套管串联连接，彼此独立，套管中电流引线跨接室温(电网)到低温环境，但是这种连接方式会造成持续的漏热，因此该现有的连接方式运行成本和造价很高。
在超导电力装置中，套管中的导体-电流引线提供低温环境和室温环境的连接，因此其向低温环境的漏热性能决定着超导电力装置的运行效率，本发明提出了一种超导电缆终端低温容器与超导限流器终端低温容器的立式连接结构，使得套管数量减少50％，减少通过电流引线向液氮中的漏热，能够有效降低损耗，减少运行成本和制造成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种三相同芯超导电缆与超导限流器的终端立式连接结构，其特征在于，所述三相同芯超导电缆与超导限流器的终端立式连接结构由超导电缆终端低温容器、超导限流器低温容器、带高压套管的电流引线以及连接超导电缆终端低温容器、超导限流器低温容器的绝热管道组成：超导电缆终端低温容器中的三相超导电缆端部需要通过绝热管道分别与对应的限流器低温容器中的三相超导限流器输入端相连，超导限流器的输出端与带高压套管的电流引线相连。
所述三相同芯超导电缆与超导限流器的立式终端的连接方法：其特征在于，
通过柔性绝热管道将超导电缆终端低温容器与超导限流器低温容器加以连接，超导电缆或绝缘柔性铜缆穿过柔性绝热管道，一端连接超导电缆终端低温容器中三相同芯超导电缆每一相的端部，另一端与超导限流器输入端相连；超导限流器输出端与带高压套管的电流引线相连；其中三相超导电缆终端处于同一个低温容器，三相超导电缆之间有屏蔽层；高压套管固定在限流器盖板中央，三相超导限流器每相各有一个独立的低温容器。
所述超导电缆终端低温容器与超导限流器低温容器的连接包括超导电缆终端低温容器与超导限流器低温容器的内、外管道的开口处分别采用安装法兰盘的可拆卸连接；和采用直接焊接的不可拆卸的两种连接结构。
所述高温超导电缆质量轻，承担不了超导限流器的重量；因此须另外安装支撑结构用于承担超导限流器的重量，以减轻电缆负荷，并且实际需要三相同芯超导电缆，超导限流器及终端结构的液氮需保持压强平衡，才能保证该终端结构的液体压强保持一致。
本发明的有益效果是本发明为常规超导电缆终端低温容器和超导限流器低温容器的连接提供了一种新的终端连接方式。超导限流器侧高压套管数量减半使得制造成本大幅度降低，同时能够有效减少引线漏热大大节省了液氮冷却系统的运行成本，在电网运行过程中提高效益。
附图说明
图1为一种三相同芯超导电缆终端低温容器与超导限流器终端低温容器的立式终端不可拆卸连接截面图。
标号说明：1-1-A相超导电缆，1-2-B相超导电缆，1-3-C相超导电缆，2- 超导电缆各相间屏蔽层，3-1-三相同芯超导电缆低温容器内壁，3-2-三相同芯超导电缆低温容器外壁，4-1-C相终端连接装置低温容器外壁，4-2-C相终端连接装置低温容器内壁，4-3-C相电流引线，5-限流器盖板，6-1-限流器线圈， 6-2-超导限流器低温容器内壁,6-3-超导限流器低温容器外壁，7-液氮，8-超导限流器的高压套管，9-焊接点。
图2为一种三相同芯超导电缆终端低温容器与超导限流器终端低温容器的立式终端可拆卸连接截面图。
标号说明1-1-A相超导电缆，1-2-B相超导电缆，1-3-C相超导电缆，2-超导电缆各相间屏蔽层，3-1-三相同芯超导电缆低温容器内壁，3-2-三相同芯超导电缆低温容器外壁，4-1-C相终端连接装置低温容器外壁，4-2-C相终端连接装置低温容器内壁，4-3-C相电流引线，5-限流器盖板，6-1-限流器线圈，6-2-超导限流器低温容器内壁,6-3-超导限流器低温容器外壁，7-液氮，8-超导限流器的高压套管，10-法兰连接装置。
图3为一种三相同芯超导电缆终端低温容器与超导限流器终端低温容器的立式可拆卸连接中法兰盘连接方式。
具体实施方式
本发明提供一种三相同芯超导电缆与超导限流器的终端立式连接结构，所述三相同芯超导电缆与超导限流器的终端立式连接结构由超导电缆终端低温容器、超导限流器低温容器、带高压套管的电流引线以及连接超导电缆终端低温容器、超导限流器低温容器的绝热管道组成：超导电缆终端低温容器中的三相超导电缆端部需要通过绝热管道分别与对应的限流器低温容器中的三相超导限流器输入端相连，超导限流器的输出端与带高压套管的电流引线相连。下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
以下依据图1、图2实例来说明超导电缆与超导限流器的立式终端连接结构及连接方法。
实施例一
三相同芯超导电缆终端低温容器与超导限流器低温容器的立式不可拆卸连接：
以一种三相同芯超导电缆低温容器与超导限流器低温容器的C相为例：如图 2所示，在三相同芯超导电缆终端低温容器顶端的内管道3-1和外管道3-2开口； C相超导电缆1-3通过超导电缆或绝缘柔性铜缆4-3与C相超导限流器线圈6-1 的输入端相连，超导电缆终端低温容器与超导限流器低温容器由柔性绝热管道连接，三相超导电缆之间有屏蔽层2；高压套管8固定在限流器盖板5中央，与超导限流器线圈6-1的输出端电流引线相连；绝热管道的内外管道均有一段绝热柔性管，超导电缆或绝缘柔性铜缆4-3穿过连接超导电缆终端低温容器和超导限流器低温容器的柔性绝热管道，浸泡在液氮中；在C相超导限流器的低温容器的底端内壁6-2和外壁6-3开口；三相同芯超导电缆终端低温容器的内壁3-1与超导限流器低温容器的内壁6-2通过焊接的方式用柔性绝热管道4-3相连，三相同芯超导电缆终端低温容器的外壁3-2与超导限流器低温容器的外壁6-3通过焊接点 9与柔性绝热管道4-3相连。实现了C相超导电缆终端低温容器与超导限流器低温容器的不可拆卸连接。同理A相、B相的连接方式与此相同。
该连接方法也适用于单相及三相同轴超导电缆低温容器与超导限流器低温容器的立式连接。
实施例二
三相同芯超导电缆终端低温容器与超导限流器低温容器的立式可拆卸连接：
以一种三相同芯超导电缆低温容器与超导限流器低温容器的C相为例：如图 1所示，在三相同芯超导电缆终端低温容器顶端的内管道3-1和外管道3-2开口，分别在内、外管道的开口处安装法兰盘10；C相超导电缆1-3通过超导电缆或绝缘柔性铜缆4-3与C相超导限流器线圈6-1的输入端相连，超导电缆终端低温容器与超导限流器低温容器由柔性绝热管道连接，绝热管道的内外管道均有一段绝热柔性管，内外管道的两端均安装法兰盘10，超导电缆或绝缘柔性铜缆4-3穿过连接超导电缆终端低温容器和超导限流器低温容器的柔性绝热管道浸泡在液氮中；在C相超导限流器的低温容器的底端内壁6-2和外壁6-3分别安装法兰盘10 (如图3所示)；三相同芯超导电缆终端低温容器的内壁3-1与超导限流器低温容器的内壁6-2使用法兰10连接的方式用柔性绝热管道4-3相连，三相同芯超导电缆终端低温容器的外壁3-2与超导限流器低温容器的外壁6-3使用法兰10 连接的方式用柔性绝热管道4-3相连。实现了C相超导电缆终端低温容器与超导限流器低温容器的可拆卸连接；同理A相、B相的连接方式与此相同；其中，图 3中103为固定用螺母螺钉，101、102分别表示超导电缆终端低温容器的外壁或内壁与超导限流器低温容器的外壁或内壁。
该连接方法也适用于单相及三相同轴超导电缆低温容器与超导限流器低温容器的立式连接。

Claims (4)

1.一种三相同芯超导电缆与超导限流器的终端立式连接结构，其特征在于，所述三相同芯超导电缆与超导限流器的终端立式连接结构由超导电缆终端低温容器、超导限流器低温容器、带高压套管的电流引线以及连接超导电缆终端低温容器、超导限流器低温容器的绝热管道组成：超导电缆终端低温容器中的三相超导电缆端部需要通过绝热管道分别与对应的限流器低温容器中的三相超导限流器输入端相连，超导限流器的输出端与带高压套管的电流引线相连。
2.一种权利要求1所述三相同芯超导电缆与超导限流器的终端立式连接结构的连接方法，其特征在于，通过柔性绝热管道将超导电缆终端低温容器与超导限流器低温容器加以连接，超导电缆或绝缘柔性铜缆穿过柔性绝热管道，其一端连接超导电缆终端低温容器中三相同芯超导电缆每一相的端部，另一端与超导限流器输入端相连；超导限流器输出端与带高压套管的电流引线相连；其中三相超导电缆终端处于同一个低温容器，三相超导电缆之间有屏蔽层；高压套管固定在限流器盖板中央，三相超导限流器每相各有一个独立的低温容器。
3.根据权利要求2所述三相同芯超导电缆与超导限流器的终端立式连接结构的连接方法，其特征在于，所述超导电缆终端低温容器与超导限流器低温容器的连接包括超导电缆终端低温容器与超导限流器低温容器的内、外管道的开口处分别采用安装法兰盘的可拆卸连接；和采用直接焊接的不可拆卸的两种连接结构。
4.根据权利要求2所述三相同芯超导电缆与超导限流器的终端立式连接结构的连接方法，其特征在于，所述高温超导电缆质量轻，承担不了超导限流器的重量；因此须另外安装支撑结构用于承担超导限流器的重量，以减轻电缆负荷，并且实际需要三相同芯超导电缆，超导限流器及终端结构的液氮需保持压强平衡，才能保证该终端结构的液体压强保持一致。
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